主题:物理学/典优条目存档
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典范条目[编辑]
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原子是一个元素能保持其化学性质的最小单位。一个原子包含有一个致密的原子核及围绕在原子核周围带负电的电子。原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。当质子数与电子数相同时，这个原子就是电中性的；否则，就是带有正电荷或者负电荷的离子。根据质子和中子数量的不同，原子的类型也不同：质子数决定了该原子属于哪一种元素，而中子数则确定了该原子是此元素的哪一个同位素。与日常体验相比，原子是一个极小的物体，其质量也很微小，以至于只能通过一些特殊的仪器才能观测到单个的原子，例如扫描隧道显微镜。原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的质子和中子有着相近的质量。每一种元素至少有一种不稳定的同位素，可以进行放射性衰变。
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大爆炸是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的，并经过不断的膨胀到达今天的状态。这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论，又在场方程的求解上作出了一定的简化。1922年，哈勃的观测表明，所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点，并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大，则说明它们在过去曾经距离很近。物理学家因此推测：在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态。
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干涉在物理学中是指两列及两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新波形的现象。例如采用光学分束器将一束来自单色点光源的光分成两束后，再让它们在空间中的某个区域内重叠，将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的，其明暗程度随空间分布变化，最亮的地方超过了原先两束光的光强之和，而最暗的地方光强有可能为零，这种光强的重新分布被称作干涉条纹。而在二十世纪六十年代之后，激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用，在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。现在人们知道，两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果，而由于光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。
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光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，但单个光子没有确定的动量或偏振态。
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超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构，这被称作超新星遗迹。根据估算，在如银河系大小的星系中超新星爆发的几率约为50年一次。同时，超新星爆发产生的激波也会压缩附近的星际云，这是新的恒星诞生的重要启动机制。
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广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论，它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——虽说广义相对论并非当今描述引力的唯一理论，它却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过，仍然有一些问题至今未能解决，例如引力场的量子化。
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引力波天文学是观测天文学20世纪中叶以来逐渐兴起的一个新兴分支，其发展基础是广义相对论中引力的辐射理论在各类相对论性天体系统研究中的应用。与基于电磁波观测的传统观测天文学相比较，狭义上的引力波天文学指的是通过引力波这个途径来观测发出引力辐射的天体系统。但由于万有引力相互作用和电磁相互作用相比强度十分微弱，引力波的直接观测对人类现有的技术而言是一个很大的挑战。自1916年爱因斯坦发表广义相对论，在理论上预言引力波的存在以来，人类至今未能在实验上直接对其进行观测。因此可以说，真正实现通过引力波的观测来从实验上研究天体系统，从而完善引力波天文学这一新兴领域还为时尚早。
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物理学史：物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说。最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。
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物理学史：物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说。最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。
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希格斯玻色子是标准模型里的一种基本粒子，是一种玻色子，自旋为零，宇称为正值，不带电荷、色荷，极不稳定，生成后会立刻衰变。希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。根据希格斯机制，基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。假若希格斯玻色子被证实存在，则希格斯场应该也存在，而希格斯机制也可被确认为基本无误。物理学者用了四十多年时间寻找希格斯玻色子的踪迹。大型强子对撞机（LHC）是全世界至今为止最昂贵、最复杂的实验设施之一，其建成的一个主要任务就是寻找与观察希格斯玻色子与其它种粒子。2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布，LHC的紧凑缈子线圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子（超过背景期望值4.9个标准差），超环面仪器（ATLAS）测量到质量为126.5GeV的新玻色子（5个标准差），这两种粒子极像希格斯玻色子。2013年3月14日，欧洲核子研究中心发表新闻稿正式宣布，先前探测到的新粒子暂时被确认是希格斯玻色子，具有零自旋与偶宇称，这是希格斯玻色子应该具有的两种基本性质，但有一部分实验结果不尽符合理论预测，更多数据仍在等待处理与分析。希格斯玻色子是因物理学者彼得·希格斯而命名。他是于1964年提出希格斯机制的六位物理学者中的一位。2013年10月8日，因为“次原子粒子质量的生成机制理论，促进了人类对这方面的理解，并且最近由欧洲核子研究中心属下大型强子对撞机的超环面仪器及紧凑缈子线圈探测器发现的基本粒子证实”，弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯荣获2013年诺贝尔物理学奖。
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在物理学和化学中，阿伏伽德罗常数的定义是一个比值，是一个样本中所含的基本单元数（一般为原子或分子）N，与它所含的物质量n（单位为摩尔）间的比值，公式为NA = N/n。因此，它是联系一种粒子的摩尔质量（即一摩尔时的质量），及其质量间的比例常数。阿伏伽德罗常数用于代表一摩尔物质所含的基本单元（如分子或原子）之数量，而它的数值为：
- ，
在一般计算时，常取6.02×1023或6.022×1023为近似值。较早的定义中所订的另一个数值为阿伏伽德罗数，历史上这个词与阿伏伽德罗常数有着密切的关系。当国际单位制（SI）修订了基本单位后，所有化学数量的概念都必需被重定义。阿伏伽德罗数的新定义由让·佩兰所下，定为一克分子氢所含的分子数。跟它一样的是，12克同位素碳-12所含的原子数量。因此，阿伏伽德罗数是一个无量纲的数量，与用基本单位表示的阿伏伽德罗常数数值一致。科学家还在不断精确化阿伏伽德罗常数，最新的研究论文发现其数值为6.022140857(74)×1023，括号中的数字表示最后两位估值数字的不确定性。
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海森堡不确定性原理是指在一个量子力学系统中，一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免的，类似的不确定性也存在于能量和时间，角动量和角度等许多物理量之间。不确定性也是一种波的特性。在经典物理中波也有不确定性。比如波的频率和波到达的时间之间就有不确定性。要测量频率，就要等几个波峰的到达，但这样一来波到达的时间就没法被精确地测量了。1927年，德国物理学家海森堡首先提出了量子力学中的不确定性。海森堡主要的目标是在建立一种事实：不确定性是宇宙的一种特性；我们绝对无法测量一个粒子的位置和动量比量子力学所允许的更精确。
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钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。钛于1791年由格雷戈尔于英国康沃尔郡发现，并由克拉普罗特用希腊神话的泰坦为其命名。钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰度在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物，二氧化钛可用于制造白色颜料。
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理想气体状态方程（又称为克拉佩龙方程）是描述理想气体在处于平衡态时，压力、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。它建立在波义耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。其方程式为。这个方程式有4个变量：p是指理想气体的压力，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的温度；还有一个常量：R为理想气体常数。可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称。当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差，因为理想气体的基本假设在实际气体中并不成立。一般来说，沸点低的气体在较高的温度和较低的压力时，更接近理想气体，如氧气、氢气等。
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法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律，跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。定律指出任何闭合电路中感应电动势的大小，等于穿过这一电路磁通量的变化率。此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现，同时的约瑟·亨利也在独立研究中发现了这一定律。传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。至于感应电动势时，改变的是自身的电场，例如改变生成场的电流。而至于运动电动势时，改变的是磁场中的整个或部分电路的运动，例如像在同极发电机中那样。法拉第定律最初是一条基于观察的实验定律。后来被正式化，其偏导数的限制版本，跟其他的电磁学定律一块被列麦克斯韦方程组的现代亥维赛版本。
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双缝实验是一个测试量子物体像光或电子等等的波动性质与粒子性质的实验。双缝实验所需的基本仪器设置很简单。拿光的双缝实验来说，照射相干光波于一块内部刻出两条狭缝的不透明挡板。在挡板的后面，摆设了照相底片或某种侦测屏障，用来纪录通过狭缝的光波的数据。从这些数据，可以了解光波的物理性质。光波的波动性质使得通过两条狭缝的光波互相干涉，造成了显示于侦测屏障的明亮条纹和黑暗条纹，这就是双缝实验著名的干涉图案。可是，实验者又发觉，光波总是以一颗颗粒子的形式抵达侦测屏障。双缝实验也可以用来测试像电子一类的粒子的物理行为，虽然使用的仪器不同，都会得到类似的结果，显示出波粒二象性。
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电子是一种带有负电的亚原子粒子，属于轻子类，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一，即其无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋，是一种费米子。因此，根据包立不相容原理，任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正子，其质量、自旋、带电量大小都与电子相同，但是电量正负性与电子相反。电子与正子会因碰撞而互相湮灭，在这过程中，创生一对以上的光子。根据大霹雳理论，宇宙现在所存在的电子，大部分都是创生于大霹雳事件。但是，有一小部分是因为放射性物质的β衰变或高能量碰撞而创生的。
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氩是一种化学元素，在希腊语有“不活泼”的意思，由它的特性而来。它的化学符号是Ar，它的原子序数是18，在室温下是无色无味气体。由于原子外层轨道充满电子，因此它不容易发生化学反应，是一种惰性气体。把它放电时呈紫色。已知的氩的同位素共有14种，包括氩33至氩46。氩占大气体积的0.93%，是地球大气中第三多的气体，也是在大气中含量最多的惰性气体。它的三相点以国际实用温标定义为83.8058K。氩气常被注入灯泡内，因为氩即使在高温下也不会与灯丝发生化学作用，从而延长灯丝的寿命。在不锈钢、锰、铝、钛和其它特种金属电弧焊接时、钢铁生产时，氩也用作保护气体。
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路易斯·斯洛廷（1910年12月1日-1946年5月30日）是一名参与曼哈顿计划的加拿大物理学家及化学家。他生于加拿大缅尼托巴省温尼伯市北区，在马尼托巴大学取得理学学士及理学硕士学位之后，就转到伦敦国王学院学习，并于1936年在该校取得物理化学博士学位。之后，他以研究员的身份加入芝加哥大学，并协助设计一套回旋加速器。于1942年，他获邀参加曼哈顿计划，斯洛廷负责使用了铀及钚核心来进行测定它们临界质量数值的实验。在第二次世界大战后，斯洛廷继续在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事研究工作。于1946年5月21日，斯洛廷意外地启动了一次裂变反应，当中释放出一股硬性辐射。斯洛廷被紧急送院，并于九天后的5月30日逝世。
0 =
弱相互作用（又称弱力或弱核力）是自然的四种基本力中的一种，其余三种为强核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰变就是由它引起的，恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动的。弱相互作用会影响所有费米子，即所有自旋为半奇数的粒子。在粒子物理学的标准模型中，弱相互作用的理论指出，它是由W及Z玻色子的交换（即发射及吸收）所引起的，由于弱力是由玻色子的发射（或吸收）所造成的，所以它是一种非接触力。这种发射中最有名的是β衰变，它是放射性的一种表现。重的粒子性质不稳定，由于Z及W玻色子比质子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距离非常短。这种相互作用叫做“弱”，是因为它的一般强度，比电磁及强核力弱好几个数量级。大部分粒子在一段时间后，都会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一种独一无二的特性——那就是夸克味变——其他相互作用做不到这一点。另外，它还会破坏宇称对称及CP对称。夸克的味变使得夸克能够在六种“味”之间互换。弱力最早的描述是在1930年代，是四费米子接触相互作用的费米理论：接触指的是没有作用距离（即完全靠物理接触）。但是现在最好是用有作用距离的场来描述它，尽管那个距离很短。在1968年，电磁与弱相互作用统一了，它们是同一种力的两个方面，现在叫电弱相互作用。弱相互作用在粒子的β衰变中最为明显，在由氢生产重氢和氦的过程中（恒星热核反应的能量来源）也很明显。放射性碳定年法用的就是这样的衰变，此时碳-14通过弱相互作用衰变成氮-14。它也可以造出辐射冷光，常见于超重氢照明；也造就了β伏这一应用领域（把β射线的电子当电流用）。
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衍射，是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。在古典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。假设将一个障碍物置放在光源和观察屏之间，则会有光亮区域与阴暗区域出现于观察屏，而且这些区域的边界并不锐利，是一种明暗相间的复杂图样。这现象称为衍射，当波在其传播路径上遇到障碍物时，都有可能发生这种现象。除此之外，当光波穿过折射率不均匀的介质时，或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时，也会发生类似的效应。在一定条件下，不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象，其他类型的电磁波（例如X射线和无线电波等）也能够发生衍射。由于原子尺度的实际物体具有类似波的性质，它们也会表现出衍射现象，可以通过量子力学进行研究其性质。在适当情况下，任何波都具有衍射的固有性质。然而，不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙，就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因为波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置，发生波叠加而形成的现象。衍射的形式论还可以用来描述有限波（量度为有限尺寸的波）在自由空间的传播情况。例如，激光束的发散性质、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。
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锑是化学元素，原子序数为51，是有金属光泽的类金属，在自然界主要存在于硫化物矿物辉锑矿（Sb2S3）中。目前已知锑化合物在古代就用作化妆品，金属锑在古代也有记载，但那时却被误认为是铅。大约17世纪时，人们知道了锑是化学元素之一。几十年以来，中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧，再用碳在高温下还原，或者是直接用金属铁还原辉锑矿。金属锑最大的用途是与铅和锡制作合金，以及铅酸电池中所用的铅锑合金板。锑与铅和锡制成合金可用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑化合物是用途广泛的含氯及含溴阻燃剂的重要添加剂。锑在新兴的微电子技术也有用途。
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量子力学是物理学的分支，主要描写微观的事物，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科，都是以其为基础。19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除通过广义相对论描写的引力外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。爱因斯坦可能是在科学文献中最先给出术语“量子力学”的物理学者。
4 =
红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。相反的，波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移。红移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的，随着对电磁波谱各个波段的了解逐步深入，任何电磁辐射的波长增加都可以称为红移。对于波长较短的γ射线、X-射线和紫外线等波段，波长变长确实是波谱向红光移动，“红移”的命名并无问题；而对于波长较长的红外线、微波和无线电波等波段，尽管波长增加实际上是远离红光波段，这种现象还是被称为“红移”。红移机制被用于解释在遥远的星系、类星体，星系间的气体云的光谱中观察到的红移想象。红移增加的比例与距离成正比。
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哈勃空间望远镜，是以天文学家哈勃为名，在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈伯的哈伯超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。哈伯太空望远镜和康普顿γ射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯皮策空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分。
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水分子（H2O，HOH）是地球表面上最多的分子，除了以气体形式存在于大气中，其液体和固体形式占据了地面70-75%的组成部分。标准状况下，水在液体和气体之间保持动态平衡。室温下，它是无色，无味，透明的液体。作为通用溶剂之一，水可以溶解许多物质。因此，自然界极少有水的纯净物。水以多种形态存在，固态的水即我们熟知的冰，气态的水即我们所说的水蒸气（其实这种说法是错误的，水蒸气是冷凝后的液态小水滴），而一般只有液态的水才被视为水。在某一临界温度及压力（647K及22.064MPa）之上时，水分子会变为一种“超临界”状态，液态般的水滴漂浮于气态之中。
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自然最广义来说可以是自然界、物理学宇宙、物质世界或物质宇宙。"自然"指的是自然界的现象，与及普遍意义上的生命。人工物体及人类间的相互作用在常见使用中并不视为自然的一部分，除非被界定的是人性或"大自然全体"。自然通常与超自然分别开来。自然的规模小至次原子粒子，大至星系。在现今不同的用法中，自然可以是众多有生命的动植物种类的普遍领域，部分况则指无生命物体的相关过程──特定物件种类自己本身的存在和改变的方式。自然很多时意指自然环境或荒野，这种仍然流传到现在的自然物体的传统概念意味着自然与人工的分野，后者被理解为由人类所带来的或是类似人类的意识或心灵。
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艾萨克·牛顿爵士（Sir Isaac Newton，1643年1月4日-1727年3月31日）是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。在2005年，皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查中，牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。
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锗是一种化学元素，化学符号是Ge，原子序数是32。它是一种灰白色类金属，有光泽，质硬，属于碳族，化学性质与同族的锡与硅相近。在自然中，锗共有五种同位素，原子质量数在70至76之间。它能形成许多不同的有机金属化合物，例如四乙基锗及异丁基锗烷。即使地球表面上的锗丰度是相对地高，但由于很少矿石含有高浓度的锗，所以它在化学史上比较晚被发现。门捷列夫在1869年根据元素周期表的位置，预测到锗的存在与其各项属性，并把它称作拟硅。克莱门斯·温克勒于1886年在一种叫硫银锗矿的稀有矿物中，除了找到硫和银之外，还发现了一种新元素。尽管这种新元素的外观跟砷和锑有点像，但是新元素化合物的结合比，符合门捷列夫对硅下元素的预测。温克勒以他的国家——德国的拉丁语名来为这种元素命名。锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各种电子装置。
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II型超新星（罗马数字2），也称为核塌缩超新星，是大质量恒星由内部塌缩引发剧烈爆炸的的结果，在分类上是激变变星的一个分支。能造成内部塌缩的恒星，质量至少是太阳质量的9倍。大质量恒星由核聚变产生能量，与太阳不同的是，这些恒星的质量能够合成原子量比氢和氦更重的元素，恒星的演化供应和储存质量更大的核聚变燃料，直到铁元素被制造出来。但是铁的核聚变不能产生能量来支撑恒星，所以核心的质量改由电子简并压力来支撑。这种压力来自属于费米子的电子，在恒星被压缩时不能在原子核内拥有相同的能量状态。当铁核的质量大于1.44太阳质量（钱德拉塞卡极限），接着就会发生内爆。快速的收缩使核心被加热，导致快速的核反应形成大量的中子和中微子。塌缩被中子的短距力阻止，造成内爆转而向外。向外传递的震波有足够的能量将环绕在周围的物质推挤掉，形成超新星的爆炸。Ⅱ型超新星的爆炸有几种不同的类型，可以依据爆炸后的光度曲线－光度对爆炸后的时间变化图－来分类。Ⅱ-L超新星显示出稳定的线性光度下降；而Ⅱ-P超新星在一段正常的光度下降之后，呈现出平缓的下降（高原），才会再持续正常的下降曲线。通常这些塌缩超新星的光谱中也会出现氢的光谱，虽然Ib和Ic超新星也是将氢和氦（Ic超新星）的壳层抛出的核心塌缩大质量恒星，但它们的光谱看起来却缺乏这些元素。
2 =
能量均分定理在经典统计力学中是一种联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量均分的初始概念是热平衡时能量被等量分到各种形式的运动中；例如，一个分子在平移运动时的平均动能应等于其做旋转运动时的平均动能。能量均分定理能够作出定量预测。类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以计算出系统的总平均动能及势能，从而得出系统的热容。尽管均分定理在一定条件下能够对物理现象提供非常准确的预测，但是当量子效应变得显著时，基于这一定理的预测就变得不准确。均分定理在预测电磁波的失败导致爱因斯坦提出了光本身被量子化而成为光子，而这一革命性的理论对刺激量子力学及量子场论的发展起到了重要作用。
3 =
Ununoctium（Uuo）、Eka氡或118号元素，是锕系后元素，原子序为118，其化学符号Uuo是IUPAC的临时系统命名。在元素周期表上，它位于p区，也是第7周期中的最后一个元素。Uuo目前是人工合成的，属于18族。其原子序和原子量为所有已发现元素中最高的。Uuo是放射性的，其原子十分不稳定。自2002年，一共只探测到3个（可能4个）294Uuo同位素的原子。这限制了对它的特性和可能的化合物的实验研究，但理论上的计算作出了预测，其中一些还是出乎意料的。例如，Uuo是18族成员，但它有可能并不是惰性气体。之前它曾被认为是一气体，但现在的预测表示它在标准状况下会是固体，因为相对论性因素。
4 =
榭赫伦实验是十八世纪中，一次测量地球平均密度的实验。是次实验的资金由皇家学会提供，而主实验是在1774年夏季，于苏格兰珀斯郡（今珀斯-金罗斯）的榭赫伦山附近进行。这项实验的主要用具是摆，借由附近的山会对摆产生重力吸引的现象，于是当摆运动时，靠近山的一边会有微小的偏角，也正为实验所求。实验中摆角偏移的大小，取决于地球与山的相对密度和体积；因此，若可以确定榭赫伦山的密度，那么，其结果便能确定地球的密度。由于当时已经确定太阳系中各天体（行星、它们的卫星和太阳）的密度相对比值，所以只要知道地球的密度，科学家们就能估计出太阳系内各天体的密度近似值。于是，这项实验产生了第一组天体密度数值。
5 =
广义相对论中的开普勒问题，是指在广义相对论的框架下求解存在引力相互作用的两体动力学问题。在典型情况下，其中一个物体的质量m和另一个物体的质量M相比可忽略，这种近似对应着实际情形中地球绕太阳公转，以及一个光子在一颗恒星的引力场中的运动等问题。在这些情形下，可以认为大质量M的位置在空间中是固定的，并且只有大质量的引力场对周围时空曲率变化有贡献。这时的时空曲率可由爱因斯坦场方程的史瓦西解来描述；而小质量m的运动可由史瓦西解的测地线方程来描述。从测地线方程可以推出广义相对论的关键性实验证据，例如著名的水星近日点的进动，以及光线在太阳引力场中的偏折。
6 =
引力探测器B是美国国家航空航天局在2004年4月20日发射的一颗科学探测卫星。这个任务的计划是测量地球周围的时空曲率，以及相关的能量-动量张量（描述物质的分布及运动的张量），从而对爱因斯坦的广义相对论的正确性和精确性进行检验。卫星的飞行持续到2005年，其后任务进入到了数据分析阶段，并有可能一直持续分析到2010年。引力探测器B的研发历史可追溯到二十世纪六十年代，至2004年正式升空长达四十多年，其耗资达七亿五千万美元。这是美国国家航空航天局历史上研发时间最长的计划，之所以如此拖延的原因不仅仅在于技术上的难题，其中也牵扯进了很多关于科学上与政治上的争论。
7 =
拉普拉斯-龙格-楞次矢量，在经典力学里，主要是用来描述当一个物体环绕着另外一个物体运动时，轨道的形状与取向。典型的例子是行星的环绕着太阳公转。在一个物理系统里，假若两个物体以万有引力相互作用，则 LRL 向量必定是一个运动常数，不管在轨道的任何位置，计算出来的 LRL 向量都一样；也就是说， LRL 向量是一个保守量。更广义地，在开普勒问题里，由于两个物体以连心力相互作用，而连心力遵守反平方定律，所以，LRL 向量是一个保守量。拉普拉斯-龙格-冷次向量是因皮埃尔-西蒙·拉普拉斯，卡尔·龙格，与威尔汉·冷次而命名。有趣的是，该向量并不是这三位先生发现的，这向量曾经被重复地发现过好几次。它等价于天体力学中无因次的离心率向量。
8 =
爱德华·泰勒是一位出生于匈牙利的美国理论物理学家，被誉为“氢弹之父”。除氢弹之外，他对物理学多个领域都有相当的贡献。泰勒于1930年代移民美国，并成为曼哈顿计划的早期成员，参与研制第一颗原子弹。这段期间，他还热衷于推动研制最早的核聚变武器，不过这些构想直到第二次世界大战结束之后才实现。在一场对于罗伯特·奥本海默背景调查的听证会上，泰勒对这位过去在洛斯阿拉莫斯的同事，作出一些具争议性的证词，此后他在科学界中变得不受欢迎。他持续寻求美国政府与军事研究机构的援助。他是劳伦斯利福摩尔国家实验室的建立者之一，并于此机构担任多年的主管及助理主管。泰勒的一生因其科学才能、欠佳的人际关系，以及善变的个性而知名。此外也被认为是1964年电影《奇爱博士》的灵感来源之一。
9 =
核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力，热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变，所以核能暂时未能得到大规模的利用。利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。世界各国军队中的大部分潜艇及航空母舰都以核能为动力，同时，核能每年提供人类获得的所有能量中的7%，或人类获得的所有电能中的15.7%。
0 =
夸克是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元。夸克互相结合，形成一种复合粒子，叫强子，强子中最稳定的是质子和中子，它们是构成原子核的单元。由于一种叫“夸克禁闭”的现象，夸克不能够直接被观测到，或是被分离出来；只能够在强子里面找到夸克。就是因为这个原因，我们对夸克的所知大都是来自对强子的观测。夸克的种类被称为“味”，它们是上、下、魅、奇、底及顶。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程，来迅速地变成上或下夸克。粒子衰变是一个从高质量态变成低质量态的过程。就是因为这个原因，上及下夸克一般来说很稳定，所以它们在宇宙中很常见，而奇、魅、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生）。
1 =
馬克士威方程組是英国物理学家詹姆斯·马克士威在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程式组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的马克士威-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第电磁感应定律。从马克士威方程组，可以推论出光波是电磁波。马克士威方程组和劳仑兹力方程式是经典电磁学的基础方程式。从这些基础方程式的相关理论，发展出现代的电力科技与电子科技。现在所使用的数学形式是奥利弗·黑维塞和约西亚·吉布斯于1884年以向量分析的形式重新表达的。
2 =
双极性晶体管，俗称“三极管”，是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明，其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予了1956年的诺贝尔物理学奖。这种晶体管的工作，同时涉及电子和空穴两种载流子的流动。双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成，晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。双极性晶体管能够放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力，因此常被用来构成放大器电路，或驱动扬声器、电动机等设备，并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。
3 =
溴，是一个化学元素及一种卤素；元素符号Br，原子序35。溴分子在标准温度和压力下是有挥发性的红棕色液体，活性介于氯与碘之间。纯溴也称溴素。溴蒸气具有腐蚀性，并且有毒。在2007年，约有556,000公吨的溴被制造。溴与其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等等。曾是常用消毒药剂的红药水中就含有溴和汞。在少数的药学应用之外，溴的第一个商业应用是用于银版摄影法。在1840年，发现到用溴制造银版摄影法用的光敏的卤化银在许多地方胜过之前所使用的碘蒸气。有机化合物要被溴化有加成反应与取代反应两种途径。溴对烯的双键进行电加成，中途产生一个环状含溴的中间产物。
4 =
在经典力学里，牛顿旋转轨道定理（Newton's theorem of revolving orbits）辨明哪种连心力能够改变移动粒子的角速度，同时不影响其径向运动（图1和图2）。艾萨克·牛顿应用这理论于分析轨道的整体旋转运动（称为拱点进动，图3）。月球和其他行星的轨道都会展现出这种很容易观测到的旋转运动。连心力的方向永远指向一个固定点；称此点为“力中心点”。“径向运动”表示朝向或背向力中心点的运动，“角运动”表示垂直于径向方向的运动。牛顿于1687年发表《自然哲学的数学原理》，第一册命题43至45里，推导出这定理。在命题43里，他表明只有连心力才能达成此目标，这是因为感受连心力作用的粒子，其运动遵守角动量守恒定律。在命题44里，他推导出这连心力的特征方程式，证明这连心力是立方反比作用力，与粒子位置离力中心点的径向距离的三次方成反比。在命题45里，牛顿假定粒子移动于近圆形轨道，将这定理延伸至任意连心力状况，并提出牛顿拱点进动定理。天文物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡在他的1995年关于《自然哲学的数学原理》的评论中指出，虽然已经过了三个世纪，但这理论仍然鲜为人知，有待发展。自1997年以来，唐纳德·凌澄-贝尔（Donald Lynden-Bell）与合作者曾经研究过这理论。2000年，费绍·玛侯嵋（Fazal Mahomed）与F·娃达（F. Vawda）共同贡献出这理论的延伸的精确解。
5 =
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传递能量和动量，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780奈米之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此，只有处于可见光频域以内的电磁波，才是可以被人们肉眼看到的。电磁波不需要依靠介质传播，各种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。
6 =
保罗·狄拉克，英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位，并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。他写下了描述费米子的狄拉克方程式，并且预测了反物质的存在。狄拉克与埃尔温·薛定谔由于“发现了原子理论的新形式”共同获得1933年的诺贝尔物理奖。此外，狄拉克在1939年获颁皇家奖章，1952年获颁科普利奖章以及马克斯·普朗克奖章。他在1930年被选作皇家学会院士，1948年和1971年分别被选作美国物理学会及英国物理学会荣誉会士。1973年狄拉克获颁功绩勋章，在英国这是极高的荣誉。
7 =
位错在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存在对材料的物理性能，尤其是力学性能，具有极大的影响。“位错”这一概念最早由意大利数学家和物理学家维托·伏尔特拉于1905年提出。理想位错主要有两种形式：刃位错和螺位错。混合位错介乎前面两者之间。数学上，位错属于一种拓扑缺陷，有时称为“孤立子”或“孤子”。这一理论可以解释实际晶体中位错的行为：可以在晶体中移动位置，但自身的种类和特征在移动中保持不变；方向相反的两个位错移动到同一点，则会双双消失，或称“湮灭”。
8 =
金是一种化学元素，化学符号是Au，原子序数是79。金是一种广受欢迎的贵金属，在几世纪以来都被用作货币、保值物及珠宝。在自然界中，金出现在岩石中的金块或金粒、地下矿脉及冲积层中。金亦是货币金属之一。金在室温下为固体、密度高、柔软、光亮，其延展性及延性均是已知金属中最高的。纯金的亮黄色在传统上被认为具有吸引力。在布雷顿森林协定结束前，金是金本位货币制度的基石。金条的ISO货币代码是XAU。金在现代工业的应用层面有牙医学与电子学。在传统上，金对氧化侵蚀的高抵抗性是人们使用它的原因之一。化学上，金是一种过渡金属，在溶解后可以形成三价及单价正离子。金与大部分化学物都不发生化学反应。